特開 2024-90212 ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090212

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   B08B 9/38 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

B08B9/38

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205953

(22)【出願日】2022-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002620

【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西田 秀揮

(72)【発明者】

【氏名】山根 悟

(72)【発明者】

【氏名】小島 英順

【テーマコード（参考）】

3B116

【Ｆターム（参考）】

3B116AA22

3B116AA46

3B116AB51

3B116BA06

3B116BB22

3B116BB62

(57)【要約】

【課題】ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のケミカルリサイクル設備における固着物を効率的に除去できる、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備の洗浄方法を提供する。
【解決手段】ＰＥＴのケミカルリサイクル設備において、ＰＥＴ製品由来の物質が固着した箇所を洗浄する方法であって、ＰＥＴ及びビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレートから選ばれるいずれか１種以上からなるメディアを用いてブラスト洗浄する、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケミカルリサイクル設備において、ポリエチレンテレフタレート製品及びその原料由来の物質が固着した箇所を洗浄する方法であって、
ポリエチレンテレフタレート及びビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレートから選ばれるいずれか１種以上からなるメディアを用いてブラスト洗浄する、ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。

【請求項2】

前記ポリエチレンテレフタレート製品がペットボトルである、請求項１に記載のポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。

【請求項3】

ポリエチレンテレフタレート製品及びその原料由来の物質が固着した前記箇所が、反応器及び配管の内壁である、請求項１又は２に記載のポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のケミカルリサイクル設備の洗浄方法に関し、より詳しくは、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備において、ＰＥＴ製品及びその原料由来の物質が固着した箇所を洗浄する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ペットボトル等のＰＥＴ製品は、その消費拡大とともにリサイクルも進み、例えば、ペットボトルは、使用済みボトルを原料として、再び同様の製品であるボトルを製造する水平リサイクル、いわゆる「ボトルｔｏボトル」により、循環利用されている。

【0003】

ペットボトルのリサイクル方法としては、回収された使用済みペットボトルを粉砕、洗浄、乾燥して得られたフレークを、必要に応じてペレット化した後、再生ＰＥＴ樹脂として、ペットボトルの製造に供する、メカニカルリサイクルが知られている。また、回収された使用済みペットボトルを粉砕、洗浄、乾燥して得られたフレークを、ＰＥＴ樹脂の原料又は中間原料まで解重合し、精製した後、再重合した新たなＰＥＴ樹脂をペットボトル製造に供するケミカルリサイクルも採用されている。

【0004】

ケミカルリサイクルのうちの一方式として、解重合工程で、エチレングリコールを加えて、ＰＥＴ樹脂の中間原料であるビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレート（ＢＨＥＴ）を生成させる方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、解重合工程の後、精製工程で、ＢＨＥＴの粗製物を、脱色及び金属イオン除去し、ＢＨＥＴ晶析、固液分離、ＢＨＥＴ濃縮、及び分子蒸留を経て、精製ＢＨＥＴを得る。そして、この精製ＢＨＥＴを重合することにより、ＰＥＴ樹脂が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００－５３８０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のようなケミカルリサイクルでは、解重合工程及び精製工程において、特に、熱負荷や圧力負荷が大きい、反応器や配管の内壁に、解重合時の未反応物や粗製物等が汚れとして付着しやすく、精製ＢＨＥＴの生産性を低下させる一因となっていた。
また、このような付着物、特に固着物の除去のために、定期的に設備の操業を停止させて、反応器や配管の洗浄作業を行う必要があった。

【0007】

洗浄方法としては、一般的に用いられる水や洗浄液を用いた高圧洗浄は、反応器への水の侵入をできるだけ回避したいとの理由から、好ましくない。また、水を使用せず、かつ、洗浄媒体（メディア）により系内を汚染しない洗浄方法として知られているドライアイスブラスト洗浄は、メディアであるドライアイスの硬度が、除去対象の固着物に対して低く、付着物を効率的に除去できるとは言い難かった。結局、手作業で固着物を剥脱しなければならず、多くの手間及び時間を要し、生産性の低下を招いていた。

【0008】

本発明は、このような状況下でなされたものであり、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備における固着物を効率的に除去できる、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備の洗浄方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ブラスト洗浄におけるメディアとして、ＰＥＴやその中間原料であるＢＨＥＴを用いることにより、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備内に異物を混入させることなく、解重合及び精製工程における系内の固着物を効率的に除去できることを見出したことに基づくものである。

【0010】

本発明は、以下の手段を提供する。
［１］ケミカルリサイクル設備において、ポリエチレンテレフタレート製品及びその原料由来の物質が固着した箇所を洗浄する方法であって、ポリエチレンテレフタレート及びビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレートから選ばれるいずれか１種以上からなるメディアを用いてブラスト洗浄する、ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。
［２］前記ポリエチレンテレフタレート製品がペットボトルである、［１］のポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。
［３］ポリエチレンテレフタレート製品及びその原料由来の物質が固着した前記箇所が、反応器及び配管の内壁である、［１］又は［２］のポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備における固着物を効率的に除去できる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明のＰＥＴのケミカルリサイクル設備の洗浄方法は、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備において、ＰＥＴ製品及びその原料由来の物質が固着した箇所を洗浄する方法であって、ＰＥＴ及びＢＨＥＴから選ばれるいずれか１種以上からなるメディアを用いてブラスト洗浄することを特徴とする。
ＰＥＴの製造に用いられる原料であるＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴを用いたブラスト洗浄によれば、ケミカルリサイクル設備内に、ＰＥＴ製品における不純物となる洗浄剤由来の異物を混入させることなく、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備における固着物を効率的に除去できる。

【0013】

ＰＥＴのケミカルリサイクルでは、上述したように、解重合工程及び精製工程において熱負荷や圧力負荷がかかり、ケミカルリサイクル設備の中でも、特に、反応器や配管の内壁において、これらの負荷が大きい。このため、反応器や配管の内壁には、解重合時の未反応物や粗製物等のＰＥＴ製品及びその原料由来の物質が、汚れとして付着しやすく、さらには固着物として残留する。
ＰＥＴのケミカルリサイクルにおいて、ＰＥＴを高純度で、かつ、効率的に再生させるためには、このような固着物を定期的に除去するためのケミカルリサイクル設備の洗浄が必要であり、その洗浄において、本発明の方法では、ＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴを用いてブラスト洗浄する。ＰＥＴ及びＢＨＥＴは、いずれか一方でもよく、両方が混在していてもよい。好ましくはＰＥＴが用いられる。

【0014】

ＰＥＴ及びＢＨＥＴは、ペットボトル等のＰＥＴ製品の製造に用いられる原料及び中間原料である。ＰＥＴのケミカルリサイクルにおいて、ケミカルリサイクル設備に残留する固着物も、ＰＥＴ及びその原料由来の物質である。このため、類似する材質のメディアを用いたブラスト洗浄によれば、ケミカルリサイクル設備における固着物が残留している箇所及びその周辺の部材等を損傷することなく、ケミカルリサイクル設備を洗浄することができる。また、メディアとして用いられるＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴが、ブラスト洗浄後にケミカルリサイクル設備に残留しても、ＰＥＴ製品における不純物となることはない。

【0015】

また、ＰＥＴ及びＢＨＥＴは、ブラスト洗浄におけるメディアとして一般的に用いられている珪砂やクルミ殻、ドライアイス等よりも樹脂材の研削効果が高く、前記固着物に対して、良好なブラスト洗浄力を発揮し得る。また、ブラスト洗浄時に固着物に衝突した際に、珪砂のように粉塵を発生することもない。したがって、ＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴをメディアとして用いたブラスト洗浄によれば、前記固着物を効率的に除去でき、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備を効率的に洗浄することができる。

【0016】

本発明のブラスト洗浄は、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備における、ＰＥＴ製品及びその原料由来の物質が固着した箇所に適用され、具体的には、例えば、反応器、配管の内壁等が挙げられる。

【0017】

本発明のブラスト洗浄におけるメディアであるＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴの粒径は、特に限定されないが、前記固着物の効率的な除去の観点から、例えば、０．５～２．０ｍｍの範囲とすることができる。
なお、ここで言う粒径は、所定の目開きのふるい分けに基づく値である。

【0018】

メディアのＰＥＴ及び／又はＢＨＥＴの粒形状は、特に限定されるものではなく、球状や長球状であってもよく、多面体状であってもよい。

【0019】

前記ブラスト洗浄におけるメディアの噴出圧力は、特に限定されないが、前記固着物の効率的な除去の観点から、例えば、０．３～０．７ＭＰａの範囲とすることができる。

【実施例0020】

本発明を下記の例に基づいて説明するが、本発明は下記例により限定されるものではない。

【0021】

［ブラスト試験］
ＰＥＴ又はポリエチレンの試験板を、ＰＥＴ製品等の由来の物質が固着した箇所の模擬試料として、下記の各メディアを用いてブラスト試験（洗浄模擬試験）を行った。
（使用メディア）
・ＰＥＴ：粒径１．０～１．９ｍｍ、比重１．３９
・珪砂：宇部珪砂 新得５Ａ号、粒径０．２～１．６ｍｍ（カタログ値）、比重２．５６
・クルミ殻：粒径１．５～２．０ｍｍ（カタログ値）、比重０．５３
・ドライアイス：粒径２．０～３．０ｍｍ（カタログ値）

【0022】

（試験方法）
ブラストマシンのノズル（口径７ｍｍ）の先端からの距離が３００ｍｍの位置に、背面に鉄板を当てた試験板（ＰＥＴ又はポリエチレン；２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚さ約５ｍｍ）を垂直固定し、試験板表面に対して垂直に各メディアをノズルから１０秒間噴射させて、ブラスト試験を行った。噴出圧力は、ＰＥＴ、珪砂及びクルミ殻は０．５ＭＰａ、ドライアイスは１．２ＭＰａとした。
試験後の試験板のメディア衝突箇所について、試験板の断面写真の画像から、試験前の厚さ（ａ）及び試験後の最小厚さ（ｂ）をデジタルノギスにて測定し、厚さ減少量（ａ－ｂ）を研削深さとして、メディアのブラスト性能を評価した。評価結果を表１に示す。

【0023】

【表1】

【0024】

表１から分かるように、メディアとしてＰＥＴを用いた場合に、他のメディアを用いた場合よりも試験板の研削深さが大きく、また、ＰＥＴの試験板における研削深さが最も大きかった。
また、ブラスト試験中、メディアとしてＰＥＴを用いた場合に、粉塵はほとんど生じなかった。
したがって、ＰＥＴをメディアとして用いたブラスト洗浄によれば、ＰＥＴのケミカルリサイクル設備におけるＰＥＴ製品等の由来の物質の固着物を効率的に除去できると言える。

【手続補正書】

【提出日】2023-05-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

ケミカルリサイクル設備において、ポリエチレンテレフタレート製品及びその原料由来の物質が、固着物として残留し、その固着した箇所を洗浄する方法であって、
ポリエチレンテレフタレート及びビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレートから選ばれるいずれか１種以上からなるメディアを用いてブラスト洗浄する、ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル設備の洗浄方法。